【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體，尤其涉及一種功率器件及制備方法、功率模塊、功率轉換電路和車輛。
技術介紹
1、碳化硅（sic）作為典型的第三代寬禁帶半導體材料，具有高的臨界擊穿電場、寬的帶隙和高的熱導率和高的電子飽和漂移速度等優異特性；sic的臨界擊穿電場是硅（si）的近10倍，sic的帶隙是si的近3倍，sic的熱導率是si的近3倍，使得采用其為功率器件的溝道材料時，器件展現出高擊穿電壓，低導通電阻，高電流密度，高散熱性和高開關速度等優點。業界sic功率器件存在外延缺陷以及界面缺陷，導致其遷移率較低，開關速度較慢。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種功率器件及制備方法、功率模塊、功率轉換電路和車輛，可以降低功耗，提高器件的開關速度和導電性能。
2、根據本專利技術的一方面，提供了一種功率器件，包括：
3、半導體本體，半導體本體包括相對設置的第一表面和第二表面，半導體本體還包括接觸區；接觸區位于第一表面；
4、電極結構，電極結構位于第一表面和第二表面；電極結構包括電極材料層和壓電材料層，壓電材料層位于電極材料層遠離半導體本體的一側；壓電材料層設置有多個空腔，多個空腔貫穿壓電材料層；電極材料層覆蓋第一表面和第二表面，且電極材料層填充多個空腔。
5、在上述實施例的基礎上，可選的，電極結構包括第一電極層和第二電極層，第一電極層位于第一表面，第二電極層位于第二表面；電極材料層包括第一電極材料層和第二電極材料層，壓電材料層包括第一壓電材料層和第二壓電材
6、第一壓電材料層位于第一電極材料層遠離第一表面的一側；第一壓電材料層設置有多個第一空腔，多個第一空腔貫穿第一壓電材料層；第一電極材料層覆蓋第一表面，且第一電極材料層填充多個第一空腔；
7、第二壓電材料層位于第二電極材料層遠離第二表面的一側；第二壓電材料層設置有多個第二空腔，多個第二空腔貫穿第二壓電材料層；第二電極材料層覆蓋第二表面，且第二電極材料層填充多個第二空腔。
8、在上述實施例的基礎上，可選的，接觸區的數量為兩個，半導體本體包括外延層；
9、接觸區與外延層的導電類型不同。
10、在上述實施例的基礎上，可選的，電極材料層的材料包括石墨烯。
11、根據本專利技術的另一方面，提供了一種功率模塊，包括基板與本專利技術任意實施例所述的功率器件，?基板用于承載功率器件。
12、根據本專利技術的另一方面，提供了一種功率轉換電路，功率轉換電路用于電流轉換、電壓轉換、功率因數校正中的一個或多個；
13、功率轉換電路包括電路板以及至少一個本專利技術任意實施例所述的功率器件，功率體器件與電路板電連接。
14、根據本專利技術的另一方面，提供了一種車輛，包括負載以及如本專利技術任意實施例所述的功率轉換電路，功率轉換電路用于將交流電轉換為直流電、將交流電轉換為交流電、將直流電轉換為直流電或者將直流電轉換為交流電后，輸入到負載。
15、根據本專利技術的另一方面，提供了一種功率器件的制備方法，用于制備本專利技術任意實施例所述的功率器件，包括：
16、提供半導體本體，半導體本體包括相對設置的第一表面和第二表面，半導體本體還包括接觸區；接觸區位于第一表面；
17、在第一表面和第二表面形成電極結構；電極結構包括電極材料層和壓電材料層，壓電材料層位于電極材料層遠離半導體本體的一側；壓電材料層設置有多個空腔，多個空腔貫穿壓電材料層；電極材料層覆蓋第一表面和第二表面，且電極材料層填充多個空腔。
18、在上述實施例的基礎上，可選的，在第一表面和第二表面形成電極結構，包括：
19、在第一表面形成第一電極子層；第一電極子層覆蓋第一表面；
20、在第一電極子層遠離第一表面的一側形成第一壓電材料子層；第一壓電材料子層覆蓋第一電極子層；
21、刻蝕第一壓電材料子層，形成多個第一空腔，形成第一壓電材料層；
22、在多個第一空腔內形成第二電極子層；第一電極子層和第二電極子層為第一電極材料層，第一電極材料層和第一壓電材料層為第一電極層；
23、在第二表面形成第三電極子層；第三電極子層覆蓋第二表面；
24、在第三電極子層遠離第二表面的一側形成第二壓電材料子層；第二壓電材料子層覆蓋第一電極子層；
25、刻蝕第二壓電材料子層，形成多個第二空腔，形成第二壓電材料層；
26、在多個第二空腔內形成第四電極子層；第三電極子層和第四電極子層為第二電極材料層，第二電極材料層和第二壓電材料層為第二電極層，第一電極層和第二電極層為電極結構。
27、在上述實施例的基礎上，可選的，提供半導體本體，包括：
28、在襯底的一側形成外延層；外延層遠離襯底的表面為第一表面；
29、在第一表面形成接觸區；
30、在多個第一空腔內形成第二電極子層之后，還包括：
31、去除襯底。
32、本專利技術實施例技術方案提供的功率器件包括：半導體本體，半導體本體包括相對設置的第一表面和第二表面，半導體本體還包括接觸區；接觸區位于第一表面；電極結構，電極結構位于第一表面和第二表面；電極結構包括電極材料層和壓電材料層，壓電材料層位于電極材料層遠離半導體本體的一側；壓電材料層設置有多個空腔，多個空腔貫穿壓電材料層；電極材料層覆蓋第一表面和第二表面，且電極材料層填充多個空腔。本專利技術實施例采用壓電材料層和電極材料層替代襯底，一方面省去了襯底電阻，降低了導通電阻；另一方面，對壓電材料層施加電壓，壓電材料層會產生形變，從而提高電荷載體在半導體結構中的遷移率和導電性，從而提高器件的開關速度和導電性能。并且由于壓電效應的存在，當壓電材料層受到外力作用時，會產生電勢，可以實現功率器件在極低電壓下的開關，甚至直接響應機械應力，無需外部電壓控制，實現自驅動供電，從而實現低功耗功率器件。
33、應當理解，本部分所描述的內容并非旨在標識本專利技術的實施例的關鍵或重要特征，也不用于限制本專利技術的范圍。本專利技術的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。
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1.一種功率器件，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的功率器件，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的功率器件，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的功率器件，其特征在于，
5.一種功率模塊，其特征在于，包括基板與至少一個如權利要求?1-4?任一項所述的功率器件，?所述基板用于承載所述功率器件。
6.一種功率轉換電路，其特征在于，所述功率轉換電路用于電流轉換、電壓轉換、功率因數校正中的一個或多個；
7.一種車輛，其特征在于，包括負載以及如權利要求6所述的功率轉換電路，所述功率轉換電路用于將交流電轉換為直流電、將交流電轉換為交流電、將直流電轉換為直流電或者將直流電轉換為交流電后，輸入到所述負載。
8.一種功率器件的制備方法，其特征在于，用于制備權利要求1-4任一項所述的功率器件，包括：
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，在所述第一表面和所述第二表面形成電極結構，包括：
10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，提供半導體本體，包括：
【技術特征摘要】
1.一種功率器件，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的功率器件，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的功率器件，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的功率器件，其特征在于，
5.一種功率模塊，其特征在于，包括基板與至少一個如權利要求?1-4?任一項所述的功率器件，?所述基板用于承載所述功率器件。
6.一種功率轉換電路，其特征在于，所述功率轉換電路用于電流轉換、電壓轉換、功率因數校正中的一個或多個；
7.一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：謝柳，史田超，
申請(專利權)人：長飛先進半導體武漢有限公司，
類型：發明
國別省市：
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